CN200965726Y

CN200965726Y - 油井示功图工况信息采集装置

Info

Publication number: CN200965726Y
Application number: CN 200620124569
Authority: CN
Inventors: 俞忠文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2016-07-03

Abstract

本实用新型涉及一种油井示功图工况信息采集装置，为解决现有采集装置在抽油机启井时容易被冲撞坏的问题，其包括载荷传感器，角位移传感器和抽油机电机参数采集器，其特征在于载荷传感器的一端制有悬挂吊绳的U型凹槽，另一端制有安装无线通讯模块和充电电池的盲孔，U型凹槽侧壁及其基部的上部制有横向延伸的激光刻槽，激光刻槽基部上方安装有四个桥式连接的应力传感器贴片；U型凹槽侧壁外端在激光刻槽下方配装有阻挡吊绳的活动门。具有安装无需现场布线，运行无需维护电池，且设备拆装方便，抽油机停止后扔能工作，耗电少，能支持多个油示功图检测，载荷传感器不易损坏，使用寿命长的优点。

Description

油井示功图工况信息采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种油井工况检测设备，特别是涉及一种油井示功图工况信息采集装置。

背景技术

现有示功图数据采集传输设备都由数据采集部分，数据传输部分组成，用于接收处理数据传输部分发来的示功图数据的机构是中心后台计算机。其缺陷有：1、必须现场施工布线，工作量较大停井时间较长；2、修井作业时容易破坏布线，尤其是处在驴头悬绳器上的载荷传感器连线；3、设备拆卸安装不方便，也不利于换井重复使用；4、载荷传感器的主体采用工字型贴片方式，抽油机启井时容易被冲撞坏；5、现场读取功图数据劳动强度大，时实性也差；6、由于用线连接的传感器，经常被损坏，维护量较大；7、目前使用的无线载荷传感器，使用干电池供电必须人工需及时更换，不能免维护，丢弃的电池不环保。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种载荷传感器在启井时不易被冲坏的油井示功图工况信息采集装置。

为实现上述目的，本实用新型油井示功图工况信息采集装置包括载荷传感器，角位移传感器和抽油机电机参数采集器，其特征在于载荷传感器的一端制有悬挂吊绳的U型凹槽，另一端制有安装无线通讯模块和充电电池的盲孔，U型凹槽侧壁及其基部的上部制有横向延伸的激光刻槽，激光刻槽基部上方安装有四个桥式连接的应力传感器贴片；U型凹槽侧壁外端在激光刻槽下方配装有阻挡吊绳的活动门。如此设计，载荷传感器性能可靠，方便作用，寿命长，应力传感器贴片安装位置的优点是不易损坏。

作为优化，U型凹槽两侧壁的上面分别制有一个竖向螺孔，竖向螺孔上配有上端带大螺帽的螺杆；激光刻槽基部上方制有前后贯通的通孔，四个桥式连接的应力传感器贴片分别用环氧树脂固定在通孔的侧壁上。如此设计，应力传感器贴片不易损坏，寿命长。

作为优化，角位移传感器是重力加速度式传感器；激光刻槽先横向延伸，再竖向延伸，最后再横向延伸。如此设计，有利于提高传感器的精度，使性能更可靠。

作为优化，载荷传感器安装在悬绳器上，载荷传感器连接有12位A/D模数转换器，A/D模数转换器连接低功耗工业级单片机，低功耗工业级单片机再连接铁电存储器、时钟电路和带天线的无线通讯模块从机；支持上述各用电器的充电电源包括太阳能电池池板，与太阳能电池板相连的电源管理模块，与电源管理模块相连的充电电池。如此设计，性能可靠性强，且可编程控制，间歇工作，有利于节电和延长设备使用寿命。

作为优化，各传感器、采集器都配装有无线通迅装置和各自独立配置的充电电源，其中载荷传感器和角位移传感器配置太阳能充电电源或抽油机运动部件的机械能电磁转化式充电电源，抽油机电机参数采集器配用连接电机动力电源的电源适配器式充电电源。如此设计，拆卸移动换井安装方便，维护量很小，可以做到免维护；修井作业对该设备没有影响，过后只要把载荷装在悬绳器上即可；减少采油工人的巡井次数，尤其是在恶劣天气条件下，大大减少了工人的劳动强度；通过功图量油分析软件可以计算单井产量，可以大大优化地面计量设备；可以利用示功图对油井提前做出需作业的要求，对有些井实施间抽，节约电能；利用太阳能和机械能发电及对可充电电池反复充电，比一次性电池更环保，也省去了更换电池的麻烦。安装无需现场布线，运行无需维护电池，且设备拆装方便，抽油机停止后扔能工作。

作为优化，电磁转化式充电电源包括一个与抽油机固定部件相连的线圈，一个与抽油机游梁相连的永磁铁，永磁铁在抽油机游梁的带动下切割线圈的磁力线，线圈进一步连接电源管理模块、电源管理模块连接充电电池；或包括一个与抽油机游梁相连的线圈，两端带缓冲弹簧的永磁铁滑配在线圈内，永磁铁在抽油机游梁运动时在惯性力作用下在线圈中做往复运动切割磁力线，线圈进一步连接电源管理模块、电源管理模块连接充电电池；或包括固定在游梁上的滑道，随抽油机游梁在滑道内做往复运动的重锤，重锤另一端通过连杆与齿轮组相连，齿轮组的输出轴与微型发电机的转子相连，微型发电机进一步连接电源管理模块、电源管理模块连接充电电池。所述滑道是一个能支持重锤滑行的装置(或部件)，可以是滑轨、滑道、滑架、滑管、滑槽等等。重锤滑行的原理是，因为因为滑道是固定在游梁上的，所以滑道会随游梁作翻转运动，即滑道两端会交替变低，又因为重锤是与滑道滑配的，所以重锤会随游梁和滑道做往复运动，也就是重锤总会滑向低端，不断往复运动的重锤自然会带动发电机发电。如此设计，可选择配用三种发电方式。

作为优化，角位移传感器和载荷传感器配有相互联通的无线通讯模块主从机，抽油机电机参数采集器和角位移传感器配有相互联通的无线通讯模块主从机，抽油机电机参数采集器配有依次联通Internet、局域网和后台数据库管理分析计算机的GPRS通讯模块。如此设计，油井的示功图数据是通过中国移动的GPRS数字网络平台和Internet、局域网传送到后台的监测中心的，稳定可靠，免维护。

作为优化，角位移传感器是安装在游梁上的重力加速度传感器，角位移传感器连接有低功耗工业级单片机，低功耗工业级单片机连接铁电存储器、时钟电路、带天线的无线通讯模块主机和带天线的无线通讯模块从机；支持上述各用电器的充电电源是电磁转化式充电电源。如此设计，性能可靠性强，且可编程控制，间歇工作，有利于节电和延长设备使用寿命。

作为优化，载荷传感器和角位移传感器的铁电存储器中存有支持单片机平时关闭所有用电设备自己处于睡眠状态，由内部的时钟定时各自唤醒工作；角位移传感器主动呼叫刚醒的载荷传感器，并检测出示功图的采集周期发送同步信号，然后各自同步采集数据，最后由角位移传感器把整个示功图数据传出的程序。如此设计，有利于节电和延长使用寿命。作为优化，后台数据库管理分析计算机支持多个油井的示功图，每个示功图的编号不同。

采用上述技术方案后，本实用新型油井示功图工况信息采集装置具有安装无需现场布线，运行无需维护电池，且设备拆装方便，抽油机停止后扔能工作，耗电少，能支持多个油示功图检测，载荷传感器不易损坏，使用寿命长的优点。

附图说明

图1是本实用新型油井示功图工况信息采集装置的结构示意图；

图2是本实用新型油井示功图工况信息采集装置中载荷传感器的电路原理图；

图3是本实用新型油井示功图工况信息采集装置中角位移传感器的电路原理图；

图4是本实用新型油井示功图工况信息采集装置中载荷传感器的结构示意图；

图5是本实用新型油井示功图工况信息采集装置中抽油机运动部件的机械能电磁转化式充电电源第一种实施方式的结构示意图；

图6是本实用新型油井示功图工况信息采集装置中抽油机运动部件的机械能电磁转化式充电电源第二种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型油井示功图工况信息采集装置包括载荷传感器Z，角位移传感器J和抽油机电机参数采集器C，各传感器、采集器都配装有无线通迅装置和各自独立配置的充电电源，其中载荷传感器Z配置太阳能充电电源，角位移传感器J配置抽油机运动部件的机械能电磁转化式充电电源，抽油机电机参数采集器C配用连接电机动力电源的电源适配器。角位移传感器J配有无线通讯模块主机F1-1，载荷传感器Z配有无线通讯模块从机F1-2，主从机相互联通。抽油机电机参数采集器配有第二信道无线通讯模块主机F0-1，角位移传感器配有第二信道无线通讯模块从机F0-1，主从机相联通。抽油机电机参数采集器C配有依次联通Internet、局域网JYNET和后台数据库管理分析计算机PC的GPRS通讯模块GPRS。

载荷传感器Z安装在悬绳器上，载荷传感器Z连接有12位A/D模数转换器1，A/D模数转换器1连接低功耗工业级单片机2，低功耗工业级单片机2再连接铁电存储器3、时钟电路4和带天线5的无线通讯模块从机F1-2；支持上述各用电器的充电电源包括太阳能电池池板6，与太阳能电池板6相连的电源管理模块7，与电源管理模块7相连的充电电池8。载荷传感器Z的一端制有悬挂吊绳的U型凹槽9，另一端制有安装无线通讯模块从机F1-2和充电电池8的盲孔14，太阳能电池池板6安装在载荷传感器Z盲孔14开口处。U型凹槽9侧壁及其基部的上部制有横向延伸再竖向延伸再横向延伸的激光刻槽10，激光刻槽10基部上方制有前后贯通的通孔11，四个桥式连接的应力传感器贴片分别用环氧树脂固定在通孔11内的侧壁上；U型凹槽9侧壁外端在激光刻槽10下方配装有阻挡吊绳的活动门12。U型凹槽9两侧壁的上面分别制有一个竖向螺孔，竖向螺孔上配有上端带大螺帽13的螺杆。

角位移传感器J是安装在游梁上的重力加速度传感器，角位移传感器J连接有低功耗工业级单片机2，低功耗工业级单片机2连接铁电存储器3、时钟电路4、带天线5的无线通讯模块主机F1-1和带天线5的第二信道无线通讯模块从机F0-2；支持上述各用电器的充电电源是电磁转化式充电电源由电磁转化式发电装置14，电源管理模块7和充电电池8组成。

电磁转化式充电电源第一种实施方式包括一个安装在抽油机游梁上的线圈16，两端带缓冲弹簧的永磁铁17滑配在线圈16内，永磁铁17在抽油机游梁运动时在惯性力作用下在线圈16中做往复运动切割磁力线，线圈16进一步连接电源管理模块7、电源管理模块7连接充电电池8；

电磁转化式充电电源第二种实施方式包括固定在游梁上的滑管22、随抽油机游梁在滑管22内做往复运动的重锤18，重锤另一端通过连杆19与齿轮组20(变速箱)相连，齿轮组20的输出轴与微型发电机21的转子相连，微型发电机21进一步连接电源管理模块7、电源管理模块7连接充电电池8。

载荷传感器Z和角位移传感器J的铁电存储器3中存有支持单片机2平时关闭所有用电设备自己处于睡眠状态，由内部的时钟电路4定时各自唤醒工作；角位移传感器J主动呼叫刚醒的载荷传感器Z，并检测出示功图的采集周期发送同步信号，然后各自同步采集数据，最后由角位移传感器J把整个示功图数据传出的程序。

后台数据库管理分析计算机PC支持多个油井的示功图，每个示功图的编号不同。

Claims

1、一种油井示功图工况信息采集装置，包括载荷传感器，角位移传感器和抽油机电机参数采集器，其特征在于载荷传感器的一端制有悬挂吊绳的U型凹槽，另一端制有安装无线通讯模块和充电电池的盲孔，U型凹槽侧壁及其基部的上部制有横向延伸的激光刻槽，激光刻槽基部上方安装有四个桥式连接的应力传感器贴片；U型凹槽侧壁外端在激光刻槽下方配装有阻挡吊绳的活动门。

2、根据权利要求1所述油井示功图工况信息采集装置，其特征在于U型凹槽两侧壁的上面分别制有一个竖向螺孔，竖向螺孔上配有上端带大螺帽的螺杆；激光刻槽基部上方制有前后贯通的通孔，四个桥式连接的应力传感器贴片分别用环氧树脂固定在通孔的侧壁上。

3、根据权利要求2所述油井示功图工况信息采集装置，其特征在于角位移传感器是重力加速度式传感器；激光刻槽先横向延伸，再竖向延伸，最后再横向延伸。

4、根据权利要求1所述油井示功图工况信息采集装置，其特征在于载荷传感器安装在悬绳器上，载荷传感器连接有12位A/D模数转换器，A/D模数转换器连接低功耗工业级单片机，低功耗工业级单片机再连接铁电存储器、时钟电路和带天线的无线通讯模块从机；支持上述各用电器的充电电源包括太阳能电池池板，与太阳能电池板相连的电源管理模块，与电源管理模块相连的充电电池。

5、根据权利要求1、2、3或4所述油井示功图工况信息采集装置，其特征在于各传感器、采集器都配装有无线通迅装置和各自独立配置的充电电源，其中载荷传感器和角位移传感器配置太阳能充电电源或抽油机运动部件的机械能电磁转化式充电电源，抽油机电机参数采集器配用连接电机动力电源的电源适配器式充电电源。

6、根据权利要求5所述油井示功图工况信息采集装置，其特征在于电磁转化式充电电源包括一个与抽油机固定部件相连的线圈，一个与抽油机游梁相连的永磁铁，永磁铁在抽油机游梁的带动下切割线圈的磁力线，线圈进一步连接电源管理模块、电源管理模块连接充电电池；或包括一个与抽油机游梁相连的线圈，两端带缓冲弹簧的永磁铁滑配在线圈内，永磁铁在抽油机游梁运动时在惯性力作用下在线圈中做往复运动切割磁力线，线圈进一步连接电源管理模块、电源管理模块连接充电电池；或包括固定在游梁上的滑道，随抽油机游梁在滑道内做往复运动的重锤，重锤另一端通过连杆与齿轮组相连，齿轮组的输出轴与微型发电机的转子相连，微型发电机进一步连接电源管理模块、电源管理模块连接充电电池。

7、根据权利要求5所述油井示功图工况信息采集装置，其特征在于角位移传感器和载荷传感器配有相互联通的无线通讯模块主从机，抽油机电机参数采集器和角位移传感器配有相互联通的无线通讯模块主从机，抽油机电机参数采集器配有依次联通Internet、局域网和后台数据库管理分析计算机的GPRS通讯模块。

8、根据权利要求5所述油井示功图工况信息采集装置，其特征在于角位移传感器是安装在游梁上的重力加速度传感器，角位移传感器连接有低功耗工业级单片机，低功耗工业级单片机连接铁电存储器、时钟电路、带天线的无线通讯模块主机和带天线的无线通讯模块从机；支持上述各用电器的充电电源是电磁转化式充电电源。